Convertidores ADC DAC

Introducción

En electrónica existen dos maneras de representar el valor numérico de las cantidades: la analógica y la digital.

 Cantidades analógicas: pueden variar gradualmente sobre un intervalo continuo de valores.

 Cantidades digitales: pueden variar en valores discretos dentro de ciertos rangos especificados.

Por esta separación existen dos tipos de sistemas los cuales ocupan estos tipos de cantidades:

 Sistema digital: es una combinación de dispositivos diseñada para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital.

 Sistema analógico: es una combinación de dispositivos diseñada para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma analógica.

Ventajas de las técnicas digitales:

 Más fáciles de diseñar.

 Facilidad para almacenar información.

 Mayor exactitud y precisión.

 Programación de la operación.

 Menos vulnerabilidad al ruido.

 Mayor capacidad de integración.

Limitaciones de las técnicas digitales:

 El mundo real es fundamentalmente analógico.

 La necesidad de conversión entre formas analógicas y digitales de información aumenta complejidad, costos y tiempo de procesamiento.

Aproximaciones digitales de cantidades que son inherentemente analógicas.

 Convertir las entradas analógicas del mundo real a la forma digital.

 Procesar la información digital.

 Convertir de nuevo las salidas digitales a la forma analógica del mundo real.

Convertidor Analógico-Digital

Los Convertidores Analógicos Digitales permiten una comunicación eficaz entre los sistemas analógicos y los sistemas digitales, tomando muestras del mundo real para generar datos que puedan ser manipulados por un micro controlador por ejemplo, obteniendo de ésta manera cualquier tipo de señal física en tensiones eléctricas cuyos datos podrán ser procesados por el dispositivo electrónico. Además fueron creados para poder aumentar la velocidad del procesamiento de las señales logrando así acoplar los sistemas analógicos con los sistemas digitales.

Tipos de ADC

 Convertidor Analógico/Digital Flash o Paralelo

El método flash utiliza comparadores que comparan una serie de tensiones de referencia con la tensión de entrada analógica. Cuando la tensión analógica sobrepasa a la tensión de referencia de un comparador determinado

Esta figura muestra un convertidor de 8 bits que usa 7 convertidores. La salida de cada convertidor se aplica un circuito codificador de prioridad, en el cual el código binario queda determinado por la entrada de mayor orden que se encuentre a nivel alto. Floyd Su principal ventaja de este comparador es su alta velocidad de muestreo que se puede alcanzar, aunque presenta la desventaja de que se necesitan muchos comparadores para un ADC de un número binario de tamaño razonable. La velocidad de muestreo determina la precisión con la que la secuencia de códigos digitales representa la entrada analógica del ADC. Cuando más muestras se toman en una unidad de tiempo, más precisa es la señal digital que representa a la señal analógica.

 ADC de aproximaciones sucesivas

Este tipo de convertidor es el que sigue en menor tiempo de conversión al convertidor con método Flash.

Está formado por un DAC, un registro de aproximaciones sucesivas (SAR, successive-aproximation registre) y un comparador. Los bits de entrada al DAC se habilitan a ALTO, de uno en uno sucesivamente. Comenzando por el bit más significativo (msb). Cada vez que se habilita un bit, el comparador produce una salida que indica si la tensión analógica de entrada es mayor o menor que la salida del DAC. Si la salida del DAC es mayor que la entrada analógica, la salida del comparador está a nivel BAJO, haciendo que el bit en el registro pase a cero. Si la salida es menor que la entrada analógica el bit 1 se mantiene en el registro. El sistema realizara esta operación primero con msb, luego con el siguiente bit más significativo, después con el siguiente, y así sucesivamente. Después de que todos los bits del DAC hayan sido aplicados, el ciclo de conversión está completo.

 ADC de contador de rampa en escalera

El método de rampa en escalera para la conversión A/D se conoce también como método de Rampa digital o método contador. Se emplea un DAC y un contador binario para generar el valor digital correspondiente a una entrada analógica.

El método de rampa en escalera es más lento que el método flash porque, en caso de entrada máxima, el contador debe pasar a través del número máximo de estados antes de realizar la conversión. Para una conversión de 8 bits, esto

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